I en ny studie publisert i Nature har forskere ved Universitetet i Oslo, Oslo universitetssykehus og Cambridge-universitetet kartlagt over 1,5 millioner tarmceller.
Målet er å lage et slags atlas over alle cellene i tarmen. I tillegg har forskerne gjort flere funn knyttet til tarmsykdommer som cøliaki og inflammatorisk tarmsykdom (IBD). Håpet er at det om få år vil være mulig å tilby pasientene mer persontilpasset behandling.
Man regner med at rundt 50 000 personer i Norge har cøliaki, mens 40 000 til 50 000 har IBD. IBD er en fellesbetegnelse for ulcerøs kolitt og Crohns sykdom. Sykdommene kjennetegnes av betennelse i tarmen og kan gi symtomer som magesmerter og ubehag, tretthet og diaré eller treg mage.
– Vi vet ikke så mye om cellene i tarmen, så dette er veldig spennende. Målet er at vi skal få en bedre forståelse av hvordan tarmen fungerer når den er frisk og hva som kan gå galt ved ulike tarmsykdommer, sier professor ved Universitetet i Oslo, Frode Jahnsen.
Vil finne ut av hvordan cellene i en syk tarm oppfører seg
I studien så forskerne på cellene i tarmen hos friske personer og hos personer med tarmsykdommer. De så mye mer detaljert på cellene enn hva som er blitt gjort i tidligere studier.
I tarmen bor det 100 til 120 ulike typer celler. Forskerne ville finne ut av hva som kjennetegner de ulike celletypene. Hvordan oppfører cellene seg i tarmen til friske personer og i tarmen til en person med en tarmsykdom?
– For eksempel så vi på hvilke celler en person med Crohns sykdom hadde i tarmen. Vi oppdaget at celler som ser like ut, likevel kan ha ganske ulike funksjoner, forteller Jahnsen.
– Hvis vi forstår hvilke celler som driver betennelsen i tarmen, kan vi rette vår behandling direkte mot disse cellene.
Fant endringer i stamcellene hos pasienter med cøliaki, ulcerøs kolitt og Crohns sykdom
Et annet funn i studien var at stamcellene i tarmen endret seg hos personer med tarmsykdommene cøliaki, ulcerøs kolitt og Crohns sykdom. En stamcelle er en celle som kan bli til nye, mer spesialiserte celler gjennom celledeling.
Forskerne tror at det er en sammenheng mellom betennelsen i tarmen og måten stamcellene endrer seg på.
– De endrede stamcellene tiltrekker seg immunceller, som T-celler. Meningen er at immuncellene skal hjelpe personen med å bli frisk, sier Jahnsen.
– Men det kan faktisk hende at immuncellene gjør mer skade enn at de bidrar positivt. Det ser ut til at de er en av grunnene til at betennelsen, og dermed sykdommen, vedvarer, fortsetter han.
Kan trolig dempe betennelsen ved å blokkere signalene mellom cellene
Forsker Raquel Bartolomé-Casado har også arbeidet med studien. Hun er opptatt av hvordan ulike typer celler i tarmen samarbeider og kommuniserer med hverandre.
– Nå som vi har mye mer kunnskap om cellene i tarmen, kan vi også forutse hvordan cellene i tarmen snakker sammen. Ved en betennelse aktiverer cellene hverandre. Hvis vi vet hvilke signaler de gir hverandre, kan vi blokkere disse med medikamenter, sier hun.
– Det er samme prinsipp som vi i dag bruker når vi behandler kreft med immunterapi, legger hun til.
Kartlegger alle cellene i kroppen i The Human Cell Atlas-prosjektet
Studien er en del av et stort internasjonalt samarbeidsprosjekt kalt The Human Cell Atlas.
Målet er å kartlegge alle cellene i menneskekroppen og samle informasjonen i et slags atlas, nesten som et Wikipedia. Atlaset bygger på enorme datasett samlet inn i ulike land. Det inneholder informasjon om hvilke gener som uttrykker seg i hver enkelt celle.
– Ny teknologi som gjør det mulig å studere enkeltceller, er noe av det som gjør at vi nå kan gjøre en slik kartlegging og samle unik informasjon om cellene våre, forteller Bartolomé-Casado.
Videre er atlaset tilgjengelig for alle forskere og andre som ønsker å bruke datasettene.
– Kartleggingen i vår studie fungerer derfor som referansepunkt for alle som vil forske på tarmen. Andre forskere kan analysere de samme datasettene som vi har gjort, sier Jahnsen.
Han mener at arbeidet kan få stor betydning for forskning på helse og sykdom i fremtiden.
– Jeg tror at det vil påvirke hvordan vi diagnostiserer, forebygger og behandler ulike sykdommer i årene som kommer, sier professoren.
Positivt at så mange pasienter deltar i studier
Datamaterialet ble samlet fra pasienter og friske kontrollpersoner fra studier ved Universitetet i Oslo, og Oslo universitetssykehus og samarbeidspartnere nasjonalt og internasjonalt.
Blant annet har deltakere i det internasjonale IBSEN III-prosjektet på IBD, ledet av professor Marte Lie Høivik ved UiO, bidratt med kliniske prøver til studien.
– Celleprøver fra både friske personer og pasienter med ulike tarmsykdommer i Norge har vært veldig viktige for studien. Det at mange i Norge er positive til å delta i denne typen studier er svært viktig for forskningen, forteller Jahnsen.
Tror persontilpasset behandling for tarmsykdommer blir mulig i fremtiden
Forskerne håper at det vil bli mulig å tilby pasienter med tarmsykdommer behandlinger som er bedre tilpasset hver enkelt pasient.
– Det virkelig store ville vært om vi kunne tilby pasientene persontilpasset behandling basert på analyser av celleprøver. Med slike prøver kan vi identifisere hvilke pasienter som vil dra nytte av hvilken type behandling. Jeg tror at vi vil kunne tilby pasientene mer persontilpasset behandling om bare to til tre år, sier Jahnsen.
Professoren påpeker at arbeidet med The Human Cell Atlas fortsatt er i startfasen.
– Vi må også se på langtidsperspektivet. Kanskje vi på bakgrunn av kartleggingen kan finne nye måter å behandle tarmsykdommer på. Jeg tror at vi vil se store endringer i måten vi behandler disse pasientgruppene på i fremtiden, sier han.
Studien er et samarbeid mellom forskere ved Wellcome Sanger instituttet ved Cambridge-universitetet i Storbritannia og forskere ved Jahnsen Lab ved Universitetet i Oslo og Oslo universitetssykehus. Arbeidet i Cambridge ledes av professor Sarah Teichmann. Arbeidet ved UiO og OUS ledes av professor Frode Jahnsen. Forsker Raquel Bartolomé-Casado tok sin doktorgrad ved JahnsenLab ved Universitetet i Oslo. Hun mottok H.M. Kongens gullmedalje og Professor Kreybergs pris for arbeidet.
Kontakt
Referanse
Oliver, A. J., Huang, N., Bartolome-Casado, R., Li, R., Koplev, S., Nilsen, H. R., ... & Teichmann, S. A. (2024). Single-cell integration reveals metaplasia in inflammatory gut diseases. Nature, 635(8039), 699-707. doi: 10.1038/s41586-024-07571-1. Publikasjonen finner du her.
Les mer om forskning på tarmen
- Blodprøve kan forkorte tid til diagnose for barn og ungdom med inflammatorisk tarmsykdom (IBD)
- IBSEN III-prosjektet på inflammatorisk tarmsykdom
- H.M. Kongens gullmedalje til Casado
- Professor Kreybergs pris til Casado